Tovább

11. Óra - A gázok állapotváltozásainak energetikai vizsgálata, a hőtan II. főtétele

Tk.: 48-49.

Miért is kell ennyi időt "pazarolni" a gázok állapotváltozásának vizsgálatára? Ennek egyszerű és igen komoly oka van. Ha ügyesen alakítjuk a gázok állapotváltozóit akkor a gázok munkavégzésre bírhatók.

A 9. órán megállapítottuk, hogy a gázok állapotváltozása mindig más testekkel történő kölcsönhatás révén jön létre. Ez a kölcsönhatás lehet termikus vagy mechanikus.

Izobár (állandó nyomás) körülmények közt
- melegítéskor (termikus kölcsönhatás) a gáz térfogata nő, azaz tágulási munka (mechanikus kölcsönhatás) következik be
- hűtésekor (termikus kölcsönhatás) a gáz térfogata csökken, ekkor a külső környezet végez munkát, ún. térfogati munka (mechanikus kölcsönhatás) következik be.

Izochor (állandó térfogat) körülmények közt mechanikai kölcsönhatás (mechanikai munkavégzés) nem valósulhat meg. Ennek megfelelően a belső energia változás egyenlő a közölt hőmennyiséggel.

ΔE=Q

Izoterm (állandó hőmérséklet) körülmények közt mindkét kölcsönhatás bekövetkezik.
- a térfogat csökkentésekor (összenyomás) a gáz hőmérséklete nem változhat (izoterm állapot), ezért a hőt leadja környezetének
- táguláskor pontosan ellentétes a folyamat, azaz környezetétől hőt vesz fel, környezetét lehűti.

Egyik esetben sem változik a gáz belső energiája, vagyis az nulla.

ΔE=0

A gázok és a környezetük közti kölcsönhatások törvényszerűségével foglalkozik a hőtan II. főtétele. Eszerint termikus kölcsönhatás során mindig a melegebb test ad át energiát a hidegebb testnek. Ezen folyamat iránya magától nem fordítható meg, azaz irreverzibilis.

A fizikai folyamatoknak két típusát különítjük el, a megfordítható (reverzibilis) és a nem megfordítható (irreverzibilis).

A fenti összefüggést többféleképpen meg lehet fogalmazni, pl.: így is:

A melegebb test belső energiája csökken, a hidegebbé nő.

FELADAT:
11.1. Olvasd el a Tk.:49. oldalán a II. főtétel további megfogalmazásait (ld. megjegyzések) és értelmezd is őket.

PLUSZfeladat:
Nézz utána, mi az a perpetuum mobile és milyen kapcsolatban van a hőtan tételeivel!
Keress példát a mindennapi életből (min.3-3) reverzibilis és irreverzibilis folyamatokra!

KÖVETELMÉNY:
Fogalmak: termikus és mechanikus kölcsönhatás, térfogati munka, tágulási munka, a hőtan II. főtétele, reverzibilis és irreverzibilis folyamat.

INTERAKTÍV/DIGITÁLIS OKTATÓANYAG:
Sulinet - Megfordítható és nem megfordítható folyamatok, A hőtan második főtétele, Egyensúlyi és nem egyensúlyi folyamatok,

Youtube -

12. Óra - Hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyú

Tk.: 57-58.

FELADAT:
A tankönyv 57-58. oldala és az ALÁBBI digitális oktatóanyag segítségével válaszolj az alábbi kérdésekre!
A válaszokat (egyénileg) RÖGZÍTSD a füzetedbe, mert ellenőrzésre kerül!
12.1. Mit nevezünk hőerőgépnek?
12.2. Írj legalább 3 példát hőerőgépre!
12.3. Mekkora egy gőzgép és egy belső égésű motor hatásfoka? (2/10 dia)
12.4. Írj három értelmes gondolatot a gőzgépről! (3/10 dia)
12.5. Sorold fel a négyütemű benzinmotor ütemeit! Jellemezd az adott lépést! (4/10 dia)
12.6. Mi a lényegi különbség a benzin és a dízelmotor MŰKÖDÉS (nem az üzemanyaga) között? (4/10 dia)
12.7. Értsd meg a turbinák működési elvét, majd fogalmazd meg saját szavaiddal! (6/10 dia)
12.8. Milyen típusai lehetnek a turbináknak? (6/10 dia)
12.9. Hogyan működik a hűtőgép? 3-4 mondatos megfogalmazásra törekedj!
12.10. Mi az a hőszivattyú?

KÖVETELMÉNY:
Három példa hőerőgépre, a gőzgép és a belső égésű motor hatásfoka, három értelmes gondolat a gőzgépről, a négyütemű benzinmotor ütemeinek bemutatása, turbina működési elvének bemutatása.
Fogalmak: hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyú, hatásfok.